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P80C592芯片在基于CAN總線顯示通信模塊中應用
摘要：PHILIPS公司的P80C592芯片是P8X592的無片內ROM版本，該芯片是現有P8XC522和PhilipsCAN控制器PCA82C200的功能相結合的產物。文中介紹了P80C592在開發基于CAN總線的顯示通信模塊中的應用方法。關鍵詞：CAN總線顯示通信模塊P80C592
１Ｐ８０Ｃ５９２芯片簡介
Ｐ８０Ｃ５９２是ＰＨＩＬＩＰＳ公司采用先進的ＣＯＭＳ工藝制造的高性能８位單片機。該單片機的指令集與８０Ｃ５１完全兼容，但在８０Ｃ５１標準特性的基礎上又增加了一些對于應用具有重要作用的硬件功能。Ｐ８０Ｃ５９２是Ｐ８ＸＣ５９２的無片內ＲＯＭ版本，是現有Ｐ８ＸＣ５２２和ＰｈｉｌｉｐｓＣＡＮ控制器ＰＣＡ８２Ｃ２００功能相結合的產物。該器件具有下列特性：
●帶有８０Ｃ５１中央處理單元（ＣＰＵ）；
●帶２×２５６Ｂ的片內ＲＡＭ，外部可擴展至６４ｋＢ；
●具有兩個標準的１６位定時器／計數器；
●新增一個包括四個捕獲和三個比較寄存器的１６位定時器／計數器；
●具有８路模擬量輸入的１０位ＡＤＣ變換器；
●帶有兩路分辨率為８位的脈沖寬度調制輸出；
●具有兩級優先權的１５個中斷源（可以有２～６個外部中斷源）；
●具有五組８位Ｉ／Ｏ端口和一組與ＡＤＣ模擬量輸入共用的８位輸入口；
●帶有與內部ＲＡＭ進行ＤＭＡ數據傳送的ＣＡＮ控制器；
●內含具有總線故障管理功能的１ＭｂｐｓＣＡＮ控制器；
●ＶＤＤ／２基準電壓；
●具有與標準８０Ｃ５１兼容的全雙工ＵＡＲＴ模式；
●帶有在片監視跟蹤定時器（ＷＤＴ）；
●時鐘頻率為１．２ＭＨｚ～１６ＭＨｚ。
圖2顯示通信模塊的外部存儲器擴展電路
２顯示通信模塊的結構設計
基于ＣＡＮ總線的顯示通信模塊的結構框圖如圖１所示，該模塊采用以帶有在片ＣＡＮ的微處理器Ｐ８０Ｃ５９２為核心設計的液晶接口電路，并采用大規模液晶顯示屏ＤＭＦ５００８１ＮＢ－ＦＷ作為顯示設備，同時選用ＳＥＤ１３３０作液晶控制器，從而實現了友好的人機對話界面。
該顯示通信模塊包含１顆支持ＣＡＮ總線的工業級ＣＰＵ（Ｐ８０Ｃ５９２），該ＣＰＵ通過ＣＡＮ總線接收各數據采集處理模塊及其它功能模塊的８路振動信號數據、快速傅立葉變換等處理結果，并通過ＬＣＤ（ＤＭＦ５００８１ＮＢ－ＦＷ）顯示，同時可根據用戶指令進行ＦＬＡＳＨ電子盤存取，并通過通信接口傳送至上位機數據分析管理軟件。此外，ＣＰＵ還負責按鍵管理、人機交互、參數設置、系統組態、時鐘設置、數據暫存、對外通信、環境溫度監測等功能的控制。
該顯示通信模塊以ＤＭＦ５００８１ＮＢ－ＦＷ作為顯示設備，以ＳＥＤ１３３０作為液晶顯示控制器，并且用外擴的３２ｋＢ的數據存儲器ＲＡＭ（６２２５６）作為外擴的字符發生器。另外，該模塊還設計了一個鍵盤電路，用以實現用戶對儀器的各項操作。模塊所帶的一塊４０Ｍｂｉｔ的ＦＬＡＳＨ電子盤可用來實現小規模現場數據的存取以及軟件的在線升級。由于系統要求進行時鐘設置，因此在顯示通信模塊中還用ＤＳ１３０２時鐘芯片設計了一個時鐘電路。
３外部存儲器擴展電路
該顯示通信模塊以Ｐ８０Ｃ５９２為主控制器，同時借助于單片機的Ｐ０、Ｐ２口和８位數據總線方式來擴展３２ｋＢ程序存儲器ＥＰＲＯＭ（ＡＴ２９Ｃ２５６）、１２８ｋＢ數據存儲器ＲＡＭ（６２８１２８）以及４Ｍｂｉｔ的ＦＬＡＳＨ電子盤（２９Ｆ０４０）。其電路原理圖如圖２所示。由于外部存儲器的總量超過了６４ｋＢ，因此，選用ＧＡＬ１６Ｖ８譯碼器來實現Ｐ８０Ｃ５９２對各個存儲器的邏輯控制。
３．１３２ｋＢ程序存儲器ＡＴ２９Ｃ２５６
由于Ｐ８０Ｃ５９２沒有片內ＲＯＭ，因此必須用外擴的程序存儲器來存放系統的主程序，其存儲器系統如圖３所示。其中ＡＴ２９Ｃ２５６讀出時作為程序存儲器，占用的是程序存儲器００００Ｈ～７ＦＦＦＨ空間；寫入時（升級程序時）作為數據存儲器，占用的是數據存儲器００００Ｈ～７ＦＦＦＨ空間。當Ａ１５（Ｐ２．７）為１時，該器件處于寫保護狀態，而在Ａ１５為０時，即可寫入數據。主程序的大小在１０ｋＢ左右，加上容錯及冗余設計等因素，總的程序容量也在１６ｋＢ以下。由于目前市場上３２ｋＢ以下的ＥＰＲＯＭ已不易買到，且價格相差無幾，再加上考慮到將來系統的在線升級，因此，系統采用了３２ｋＢ的ＥＰＲＯＭ，因為大容量的ＥＰＲＯＭ有利于系統的升級和芯片的重復利用。
３．２１２８ｋＢ數據存儲器ＲＡＭ（６２８１２８）
實際上６２８１２８數據存儲器ＲＡＭ與４ＭｂｉｔＦＬＡＳＨ電子盤（２９Ｆ０４０）復用８０００～ＦＦＦＨ地址空間。當ＧＡＬ１６Ｖ８的ＲＡＭ（Ｆ５腳）為０時?選擇ＲＡＭ有效。該器件在讀出時，既可作為程序存儲器（ＭＯＶＣ讀），又可作為數據存儲器（ＭＯＶＸ讀）；寫入時則只能作為數據存儲器（ＭＯＶＸ寫）。此外，通過Ｐ８０Ｃ９２的ＥＡ１５（Ｐ１．０）、ＥＡ１６（Ｐ１．１）可將ＲＡＭ分成３２ｋＢ的４個區，以便于數據的存取。當ＧＡＬ１６Ｖ８的ＲＡＭ．ＲＤ（Ｆ７腳）為０時，即可讀取ＲＡＭ的數據；而當ＧＡＬ１６Ｖ８的ＲＡＭ．ＲＤ（Ｆ７腳）為１時，則表示可以往ＲＡＭ中寫數據了。
３．３４ＭｂｉｔＦＬＡＳＨ電子盤（２９Ｆ０４０）
對于便攜式振動分析系統來說，保存現場的數據對將來的分析是非常重要的。因此在通信顯示模塊外擴展了４Ｍｂｉｔ的外設２９Ｆ０４０。２９Ｆ０４０是一塊４Ｍｂｉｔ（５１２ｋ×８ｂｉｔ）、５．０Ｖ電壓供電的ＦＬＡＳＨ存儲器。它的訪問時間為５５ｎｓ～１５０ｎｓ，允許微處理器無等待處理。它具有獨立的片選信號（ＣＥ）、寫使能?ＷＥ?和輸出使能（ＯＥ）控制，同時具有可變塊擦除結構，它內含８個６４ｋ字節的扇區（如圖４所示），并具有單個扇區、多個扇區、整個ＦＬＡＨ擦除功能；另外，它還具有單個扇區、多個扇區保護功能。８個扇區由地址線Ａ１６～Ａ１８來區分（見表１），而這三個地址線則分別由Ｐ８０Ｃ５９２的Ｐ２．１～Ｐ２．３來控制。片選信號ＣＥ可由Ａ１５（Ｐ２．７）來控制。讀寫由ＧＡＬ１６Ｖ８的ＦＬＡＨ．ＷＲ（Ｆ６腳）來完成。
表129F040的扇區地址區分
扇區A18A17A16扇區0000扇區1001扇區2010扇區3011扇區4100扇區5101扇區6110扇區7111
４顯示通信模塊的軟件設計
圖５所示是顯示通信模塊系統軟件設計的總體流程。它主要完成三個功能：初始化、與數據采集處理模塊的ＣＡＮ通信、字符、圖形和漢字顯示。初始化功能主要是對ＳＥＤ１３３０、８０Ｃ５９２、ＤＳＰＴＭＳ３２０Ｃ２５進行初始化。與采集處理模塊的ＣＡＮ通信是在顯示通信模塊和數據采集處理模塊的兩片８０Ｃ５９２之間進行的，主要作用是通過ＣＡＮ總線將初始化設置傳送到數據采集處理單元，并接收各采集處理模塊及其它功能模塊的數據和處理結果，同時根據用戶指令進行ＦＬＡＳＨ電子盤的存取等。字符、圖形和漢字顯示可為系統建立一個友好的用戶界面，并將數據、波形及處理結果顯示出來，以供現場人員參考和分析。這三個功能可以在各個相應的子程序中完成。
５結束語
本文詳細介紹了ＰＨＩＬＩＰＳ公司的Ｐ８０Ｃ５９２芯片的主要功能特點，具體介紹了該芯片在顯示通信模塊當中的具體應用。本文所述的顯示通信模塊目前已經應用于便攜式旋轉機械振動分析系統，并且在多家電廠得到了成功的應用。實際應用表明，Ｐ８０Ｃ５９２具有很好的推廣價值。
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